sk
en de
ostrolucky

Top 10 najtvrdších drevín

Výrobky z dreva sú obľúbené hlavne pre svoju prirodzenú krásu, ale pri výbere druhu pre stolárske použitie je dôležité zvážiť aj trvanlivosť dreva. Každý typ dreviny má inú bunkovú štruktúru, ktorá vytvára jeho jedinečné fyzikálne vlastnosti a určuje jeho vhodnosť pre rôzne použitie. Štruktúra tvrdého dreva je tvorená dlhými trubkovými cievami, alebo pórmi, ktoré stromu umožňujú viesť vlahu a živiny vertikálne. Horizontálne dreňové lúče vedú živiny v radiálnom smere. Tvrdé drevo je buď kruhovite pórovité, alebo roztrúsene pórovité. Kruhovite pórovité dreviny majú jasne rozpoznateľné letokruhy označujúce jednotlivé ročné obdobia a roztrúsene pórovité dreviny žijú v oblastiach, kde prírastková vrstva nezodpovedá jednotlivým rokom, ale striedajúcim sa vegetačným obdobiam.

Tvrdé drevo je obecne pevnejšie, ťažšie opracovateľné, má väčšiu hustotu, je ťažšie, odolnejšie a trvácnejšie, ale existujú aj výnimky. Napríklad céder má pomerne mäkké a ľahké drevo, je však trvanlivejšie, ako mnoho tvrdších drevín. Tvrdé drevo rastie pomalšie a je drahšie. Nábytok z tvrdého dreva býva obvykle menej robustný, ako nábytok z mäkkého dreva, pretože k dosiahnutiu pevnosti nie je potrebné použiť toľko drevnej hmoty. Nielen samotná tvrdosť dreva, ale aj jeho spracovanie je jeden z rozhodujúcich faktorov pre dosiahnutie dlhovekosti nábytku a pri výbere vhodného dreva je to potrebné  brať do úvahy.

Španielsky céder (v pravo povrchovo upravený olejom)

 

Tvrdosť dreva

je schopnosť  klásť odpor proti vnikaniu iného telesa do jeho štruktúry. Podľa druhu zaťaženia rozlišujeme statickú a dynamickú tvrdosť.

Statická tvrdosť

Tvrdosť dreva je stanovovaná na základe dvoch najrozšírenejších metód skúšania- podľa Brinella a podľa Janka. Tvrdosť sa zisťuje na čelných, radiálnych a tangenciálnych plochách dreva. Statická tvrdosť je na čelných plochách dreva vyššia, ako na bočných. Hodnoty statickej tvrdosti sú závislé na hustote a vlhkosti dreva. Čím je vlhkosť vyššia, tým sú namerané hodnoty tvrdosti nižšie. 

Dynamická tvrdosť

Miera dynamickej tvrdosti je stopa, ktorú v dreve zanechá oceľová gulička s priemerom 25mm pri páde z výšky. Dynamická tvrdosť dreva sa obvykle stanovuje na radiálnych, alebo tangenciálnych plochách.

 

Faktory ovplyvňujúce tvrdosť dreva

- druh dreva a časti kmeňa
- makroskopické znaky dreva
- chemické zloženie dreva
- vlhkosť dreva
- anizotropia dreva 

Druh dreva a časti kmeňa

Kmeň sa skladá z jadra a bele. Beľ je vonkajšia časť kmeňa priliehajúca ku kambiu. V rastúcom strome ju charakterizuje prítomnosť živých buniek v dreňových lúčoch, drevnom parenchýme a priechodnosť vodivých elementov. Fyziologická funkcia bele je vedenie vody a minerálnych látok od koreňov k listom a v ukladaní zásobných látok. Listnaté stromy s kruhovito- pórovitou stavbou dreva majú spravidla užšiu beľ, ako ihličnaté dreviny. 

Jadrové drevo je výrazne tmavšie sfarbené, ako beľ. Je to je fyziologicky mŕtve pletivo, ktoré stratilo vodivú funkciu ( jeho vodivé elementy cievy sú prevažne nepriechodné) a neobsahuje parenchymatické bunky. Nepriechodnosť vodivých elementov (ciev) spôsobujú thyly (výrastky parenchymatickej bunky prerastajúcej do vnútra cievnych článkov) a jadrové látky. Thyly spôsobujú upchávanie ciev, ale zvyšujú tým mechanickú odolnosť dreva. Jadrové látky zvyšujú trvanlivosť a odolnosť jadrového dreva a majú vplyv na chemické, fyzikálne a mechanické vlastnosti dreva.

 

Makroskopické znaky dreva

Každá drevina má charakteristické, voľným okom (makroskopicky) pozorovateľné morfologické znaky textúry, ako sú kresba, farba, pomocou ktorých je možné určiť konkrétny druh.

 

Letokruhy

Štruktúru letokruhov ovplyvňujú vek, druh dreviny a podmienky, v ktorých strom rastie. Štruktúra letokruhu je výsledok pôsobenia teploty a zrážok, šírku letokruhov ovplyvňujú klimatické zmeny. U väčšiny drevín je šírka letokruhu v rozmedzí 1-5mm a postupom času, ako strom starne sa šírka letokruhov znižuje. So stúpajúcou zemepisnou šírkou a nadmorskou výškou sa šírka letokruhov znižuje. Šírku letokruhov  tiež významne ovplyvňuje rad abiotických faktorov, ako sú silný vietor, sneh, mráz, ktoré spôsobujú, že šírka letokruhov je veľmi premenlivá.

letokruhy na drevine Parota

 

Cievy

Cievy predstavujú vodivé elementy (jarné cievy) a čiastočne mechanické (letné cievy) dreva listnatých stromov. V Ihličnatých stromoch sa nevyskytujú. Funkcia ciev spočíva vo vedení vody od koreňov do koruny beľovou časťou dreva. V jadrovej časti dreva sú cievy zásobárňou vody, alebo sú vyplnené jadrovými látkami, thylami, prípadne vzduchom. Podľa priečnych rozmerov rozlišujeme cievy na makropóry (väčšie ako 0,1mm) a mikropóry (menšie,ako 0,1 mm). Volným okom sú viditeľné len veľké cievy- makropóry. Usporiadanie a veľkosť ciev na priečnom reze je dôležitým diagnostickým znakom pre rozlíšenie základných skupín listnatých drevín. Podiel ciev je závislý na podmienkach rastu a je približne 10% z celkového objemu dreva. Množstvo ciev sa priamo úmerne zvyšuje s výškou kmeňa. Cievy sú príčinou heterogénnej stavby a ovplyvňujú fyzikálne a mechanické vlastnosti kmeňa (znižujú pevnosť).

 

Mikroskopické zloženie dreva

Drevo je zložitý komplex rôznych látok, z ktorých základ tvoria polyméry, celulóza, hemicelulóza a lignín s podielom v drevnom komplexe 90 – 97%. V menšej miere sú v dreve zastúpené ďalšie organické látky a tiež anorganické látky, ktoré sú označované, ako doprovodné zložky dreva a tvoria 3-10% drevného komplexu.

 

Lignín

Lignín je po celulóze najdôležitejší a najzastúpenejší polymér dreva. Jeho ukladanie do bunečných stien anatomických elementov dreva sa označuje ako drevnatenie. Ukladanie lignínu do bunečných stien je nerovnomerné. Najviac lignínu je v strednej lamele a primárnej bunečnej stene. Lignín dáva drevu špecifické vlastnosti. Zvyšuje jeho mechanickú pevnosť, znižuje priepustnosť a má tiež ochrannú funkciu.

 

Vlhkosť dreva

Drevo je vo vzťahu k okolitému prostrediu hydroskopický materiál schopný prijímať, alebo odovzdávať vodu, či už v kvapalnom, alebo plynnom skupenstve. Vo väčšine prípadoch môžeme konštatovať, že prítomnosť vody v dreve znižuje kvalitu jeho vlastností. Mení jeho hustotu a rozmer, tiež mechanické a fyzikálne vlastnosti. Vlhkosť dreva sa vyjadruje podielom hmotnosti vody obsiahnutej v dreve k hmotnosti dreva v absolútne suchom stave.  Z pohľadu uloženia vody v dreve môžeme vodu rozdeliť na chemicky viazanú, viazanú (hydroskopickú) a volnú (kapilárnu).

Chemicky viazaná voda je súčasťou chemických zlúčenín a z dreva sa nedá odstrániť sušením, ale iba spálením. Predstavuje 1-2% sušiny dreva a z pohľadu fyzikálnych a mechanickych vlastností nemá žiadny význam.

Viazaná voda sa nachádza v bunečných stenách. V dreve sa nachádza pri vlhkosti 0-30%. Pri charakteristike fyzikálnych a mechanickych vlastností má najväčší význam.

Volná voda vyplňuje v dreve lumeny buniek a medzibunečné priestory. V dreve je prítomná len za predpokladu výskytu viazanej vody- pri vlhkosti nad 30% do maximálnej vlhkosti cca. 150 – 200%. Pri charakteristike fyzikálnych a mechanickych vlastností má podstatne menší význam, ako viazaná voda.

 

Anizotropia

Je jav, ktorý definuje zmenu fyzikálnych vlastností dreva podľa smeru v ktorom, tieto vlastnosti meriame. To znamená, že drevo vykazuje rôzne vlastnosti v troch smeroch: 1. tangenciálny smer 2. priečny smer, 3. radiálny smer,.  Anizotropia je zapríčinená tým, že drevo sa skladá z kruhovite usporiadaných vlákien.

Rezy listnatým drevom (1.- mierka bez priblíženia / 2.- 60x priblíženie)

 

Meranie tvrdosti

Najrelevantnejší test tvrdosti dreva je Janka test tvrdosti, ktorý vyvinul v roku 1906 Rakúsky výskumný pracovník Gabriel Janka. Test bol v roku 1927 štandardizovaný Americkou spoločnosťou pre testovanie a materiály (ASTM). 

Test sa vykonáva meraním sily, ktorá je potrebná na zatlačenie oceľovej guľôčky s priemerom 11,28 mm na polovicu jej priemeru do vzorky dreviny.  Merania sa najčastejšie uvádzajú v librách (LBF) a newtonoch/ kilo newtonoch (N/ kN). Vyššia hodnota znamená, že drevina je tvrdšia. Pri testovaní sa niekedy vyskytujú odchýlky v meraní aj pri rovnakom druhu dreviny v závislosti od zdroja.

 

TOP 10

Graf desiatich najtvrdších drevín (pre porovnanie sú uvedené aj slovenské dreviny dub a smrek)

 

10, Cebil (Anadenanthera colubrina) - 3,630 lbf (16,150 N) 
Vyskytuje sa v Argentíne, Brazílii a Paraguayi. 
Strom dosahuje výšku 20 – 25m a priemer kmeňa je 0,6 – 1,0 m.
Jadrové drevo je svetlo až stredne červenkasté s tmavými až čiernymi pruhmi. Textúra je nepravidelná. 
Používa sa na výrobu podlahovej krytiny, vonkajších konštrukcií a nábytku.

9, Katalox / Wamara (Swartzia spp.) - 3,655 lbf (16,260 N)
Vyskytuje sa v Južnom Mexiku, Strednej Amerike a na severe Južnej Ameriky. 
Strom dosahuje výšku 30 – 40m a priemer kmeňa je 0,6 – 1,2 m.
Jadrové drevo je tmavo červenohnedé, až čierne niekedy so silným fialovým odtieňom. Beľ je žltkasto- biela a jasne ohraničená od jadrového dreva. Textúra je zvyčajne rovná, niekedy môže byť aj nepravidelná, alebo prepletená. 
Používa sa na výrobu intarzie, parkiet, gitár a nábytku.

8, Black Ironwood (Krugiodendron ferreum) - 3,660 lbf (16,280 N)
Vyskytuje sa v Južnej Floride, Karibiku a Strednej Amerike. 
Strom dosahuje výšku 6 – 9 m a priemer kmeňa je 0,2 – 0,3 m.
Jadrové drevo môže mať odtiene červenej, pomarančovej, fialovej a hnedej. Beľ je žltkasto- biela a jasne ohraničená od jadrového dreva. Má veľmi jemnú textúru a vysoký prirodzený lesk.
Používa sa na výrobu dýh a malých sústružených výrobkov a ako palivové drevo.

7, African Blackwood (Dalbergia melanoxylon) - 3,670 lbf (16,320 N)
Vyskytuje sa na suchých savanách v strednej a južnej Afrike.
Strom dosahuje výšku 6 – 9 m a priemer kmeňa je 0,6 – 1,0 m.
Jadrové drevo často úplne čierne s malou, alebo takmer žiadnou textúrou. V niektorých prípadoch môže byť o niečo svetlejšie s tmavohnedou, alebo fialovou farbou. Beľ je veľmi tenká, svetložltá a jasne ohraničená od jadrového dreva. Má veľmi jemnú rovnú textúru s malými pórmi.
Používa sa na výrobu hudobných nástrojov (gitary, klarinety, hoboje) intarzie, násad ručných nástrojov

6, Camelthorn (Vachellia erioloba) - 3,680 lbf (16,370 N)
Vyskytuje v južnej Afrike.
Strom dosahuje výšku 9 – 15 m a priemer kmeňa je 0,3 – 0,6 m.
Jadrové drevo je tmavo červenohnedé. Beľ je žltá . Má jednotnú stredne výraznú textúru. 
Používa sa na výrobu plotových stĺpikov, menších sústružených predmetov a ako palivové drevo

5, Verawood (Bulnesia arborea) - 3,710 lbf (16,520 N)
Vyskytuje v strednej Amerike a na severe Južnej Ameriky
Strom dosahuje výšku 12 – 15 m a priemer kmeňa je 0,3 – 0,6 m.
Farba jadrového dreva sa pohybuje od svetlej žltoolivovej farby cez tmavohnedú až po takmer čiernu. Beľ je jasne ohraničená od jadrového dreva a je svetložltá. Textúra má jedinečné prelínanie pri pohľade z blízka, je špirálovitá,  jemne prepletená. Drevo má vysoký prirodzený lesk.
Používa sa na výrobu kľučiek, madiel, konštrukcií, pri stavbe lodí.

4, Snakewood (Brosimum guianensis) - 3,800 lbf (16,900 N)
Vyskytuje v oblastiach severovýchodného pobrežia Južnej Ameriky
Strom dosahuje výšku 20 – 25 m a priemer kmeňa je 0,15 – 0,30 m.
Drevo sa vyznačuje charakteristickými vzormi podobnými hadej koži. Je červenohnedé s kontrastnými tmavohnedými, alebo čiernymi škvrnami.  Má rovné vlákno s jemnou textúrou. Drevo má vysoký prirodzený lesk.
Používa sa na výrobu dýh, intarzie, huslí, lukov a  menších sústružených predmetov.

3, Gidgee (Acacia cambagei) - 4,270 lbf (18,990 N)
Vyskytuje v Austrálii
Strom dosahuje výšku 6 – 12 m a priemer kmeňa je 0,30 m.
Drevo je tmavohnedé 
Používa sa na výrobu menších sústružených predmetov, rukovätí nožov.

2, Lignum Vitae (Guaiacum officinale) - 4,390 lbf (19,510 N)
Vyskytuje v strednej Amerike a na severe Južnej Ameriky
Strom dosahuje výšku 6 – 10 m a priemer kmeňa je 0,3 – 0,6 m.
Jadrová farba sa pohybuje od olivovej cez tmavozelenú až po takmer čiernu s červenkastým nádychom. Drevo má veľmi jemnú textúru a na dotyk je mastné. Má vysoký prirodzený lesk vzhľadom na vysoký obsah prírodných olejov.
Používa sa na výrobu kľučiek, kladiek a  menších sústružených predmetov

1, Quebracho (Schinopsis spp.) - 4,570 lbf (20,340 N)
Vyskytuje v tropických oblastiach Južnej Ameriky
Strom dosahuje výšku 9 – 15 m a priemer kmeňa je 0,3 – 1,0 m.
Farba jadrového dreva je ľahko až stredne červenkastá, niekedy s čiernymi pruhmi. Beľové drevo je svetložlté, plynule prechádzajúce do jadrového. Má jemnú rovnomernú štruktúru s vysokým prirodzeným leskom. Vlákno má tendenciu byť nepravidelné.
Používa sa na výrobu stavebných konštrukcií, podvalov, plotových stĺpikov, ale aj nábytku

 

4 z 14